¿En qué consiste una casa dómotica? ¿Qué sistemas son los mejores?

Rubén Castro, 20 mayo 2020

Una casa domótica o inteligente es un hogar que tiene sistemas avanzados y automatizados para controlar y monitorear cualquier función de una casa; iluminación, control de temperatura, multimedia, seguridad, apertura de puertas y ventanas, calidad del aire, etc.

¿Es realmente inteligente?

Una casa domótica parece “inteligente” porque sus sistemas informáticos pueden controlar de manera automática muchos aspectos de la vida diaria. Por ejemplo, pueden regular la temperatura de la casa aprendiendo nuestros horarios de manera autónoma, poniendo la calefacción antes de que lleguemos a casa de trabajar.

También pueden manejar el riego de las plantas con sensores de humedad y en el futuro próximo hasta el frigorífico podrá hacernos la lista de la compra cuando se vayan agotando los productos e, incluso, podrá comprarlos directamente por Internet.

Aunque la idea de un hogar inteligente puede parecer algo sacado de Hollywood, por las muchas referencias de la ciencia ficción, la tecnología domótica se está volviendo cada vez más sofisticada y poco a poco llegará a todos los hogares.

Ahora es un juguete, pero la automatización del hogar es especialmente útil para los ancianos, las personas con discapacidades físicas o cognitivas y los discapacitados que desean vivir de manera independiente.

Beneficios de una casa domótica

El término domótica hace referencia al conjunto de tecnologías aplicadas al control y automatización de una vivienda. Los sistemas domóticos cuentan con sensores capaces de recoger información, algoritmos que les permite procesarla y sistemas para actuar en función de los resultados.

De esta manera, los sistemas domóticos tienen la capacidad de mejorar la calidad de vida del hogar:

  • Ahorro energético: la domótica facilita la gestión de la iluminación, la climatización, el agua caliente, el riego, etc. lo que permite ahorrar al reducir el malgasto y facilitar el uso de las tarifas horarias de menor coste. Además, mediante la monitorización de los consumos se puede tener una visión más clara de los hábitos para aumentar la eficiencia y el ahorro.
    Los sistemas de gestión de la energía doméstica (HEMS) han sido la primera ola de dispositivos domésticos inteligentes, con hardware y software que monitoriza y controla los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) de una casa.

  • Comodidad: la domótica permite abrir, cerrar, apagar, encender y regular los electrodomésticos, la climatización, ventilación, iluminación natural y artificial, persianas, toldos, puertas, cortinas, etc. Todo esto se puede programar o, incluso, manejar a distancia desde internet.
  • Seguridad: una casa inteligente permite la vigilancia automática de personas, animales y bienes, así como de incidencias y averías. La domótica sirve para controlar intrusiones, cierre automático de puertas y ventanas, control por cámaras de vigilancia, sensores de humos, de gas, fallos del suministro eléctrico, etc.
  • Accesibilidad: la domótica facilita el manejo de los elementos del hogar a las personas con discapacidades de la forma que más se ajuste a sus necesidades, además de ofrecer servicios de teleasistencia para aquellos que lo necesiten.

Conexión entre dispositivos

Una casa domótica utiliza dispositivos IoT (Internet de las cosas) como si fuesen los componentes o periféricos de un ordenador. En el caso de la domótica, la mejor manera de conectar los componentes entre sí es mediante conexiones inalámbricas, pero hay diferentes estándares diferentes por lo que debemos tener cuidado a la hora de elegir los dispositivos de nuestra instalación.

Wi-Fi

La tecnología Wi-Fi nació para conectar de manera inalámbrica dispositivos a distancias cortas y medias, pero centrándose en conseguir una elevada velocidad de transmisión de datos por lo que tiene un consumo de batería alto.

Sin embargo, la nueva versión de Wi-Fi 6 centra la mayoría de sus novedades en mejorar sus capacidades para el IoT: aumenta el número de dispositivos que pueden conectarse a la vez a un solo router, tiene menos consumo, disminuye la latencia hasta en un 75% en redes saturadas y reduce las interferencias.

Además, el Wi-Fi 6 también aumenta la velocidad de transmisión de datos. En los diez años que separan el Wi-Fi 4 del Wi-Fi 6, podemos decir que la velocidad máxima de transferencia ha pasado de los 600 Mbit/s que ofrecía el Wi-Fi 802.11n en 2009 hasta los 9608Mbit/s del Wi-Fi 6, pasando por una velocidad máxima de 6933 Mbit/s del Wi-Fi 5 o 802.11ac.

El alcance de las redes Wi-Fi depende de varios factores como son la banda de frecuencia, la salida de potencia de radio, sensibilidad del receptor, ganancia y tipo de antena, etc. Además, recordemos que también es posible ampliar su alcance con el uso de antenas o repetidores direccionales.

Otras características de la tecnología Wi-Fi:

  • Velocidad máxima de transmisión de datos es muchísimo mayor que el resto de alternativas.
  • Su uso es muy cómodo ya que casi todos los hogares u oficinas ya disponen de conexiones Wi-Fi a las que conectar con facilidad los nuevos dispositivos.
  • Opera en las bandas de frecuencia de 2.4 GHz y 5 GHz. En los próximos meses es posible que el Wi-Fi 6 también funcione en la banda de los 6 GHz.
  • Su alcance depende de muchos factores, pero es mayor al del Bluetooth.
  • Permite la conexión a Internet de diferentes dispositivos y puede usarse también para conectar dispositivos entre sí dentro de una red.
  • Dificultad para atravesar ciertos obstáculos y puede encontrar interferencias con otras ondas que emiten en las mismas frecuencias.

ZigBee

Por su parte, ZigBee un protocolo de comunicación inalámbrico que hace uso de ondas de radio de baja energía. De esta manera, es posible crear una pequeña red inalámbrica con dispositivos que se conectan entre sí a través de una red mesh o malla.

Es decir, utilizan un lenguaje de comunicación común entre ellos sin necesidad de que cada uno esté conectado al router de manera individual. Para ello, es necesario el uso de un concentrador o hub, un dispositivo que será el que se conecte a Internet y el encargado de repartir la señal entre el resto de dispositivos conectados a él.

Las principales ventajas de esta tecnología es que ayuda a evitar la saturación de la red, algo muy importante cuando son muchos los dispositivos conectados a una misma red, es más simple y menos costosa que Bluetooth o Wi-Fi y ofrece un bajo consumo de energía.

Los principales inconvenientes por otro lado es la necesidad de usar un hub y que las distancias de transmisión son menores. Además, el hecho de que ZigBee sea un protocolo abierto (a pesar de ser manejado por la Alianza ZigBee), permite que ciertos fabricantes puedan modificarlo para que los hubs solo sean compatibles con sus propios dispositivos por lo que la compatibilidad entre los diferentes dispositivos no siempre está garantizada.

Dicho eso, se puede decir que el protocolo de conexión inalámbrica ZigBee está destinado a aplicaciones que requieren un bajo consumo de energía y no requieren grandes velocidades de transferencia de datos. Las áreas de aplicación más habituales son la domótica, sensores de redes inalámbricas, sensores de humo o movimiento, recolección de datos médicos e incluso sistemas de control industrial específicos.

Otras características de la tecnología ZigBee:

  • Requiere del uso de un dispositivo puente o hub.
  • Sistema de red en malla.
  • Los dispositivos no se conectan de forma individual a Internet.
  • Ofrece un bajo consumo de energía.
  • Alcance reducido, entre 10 y 20 metros.
  • Velocidades de transferencia de datos muy bajas (máx. 250 kbit/s).
  • Principalmente para uso domótico, sensores, recolección de datos que no requieren de altas velocidades, juguetes, etc.
  • Es un protocolo abierto.

Z-Wave

Z-Wave es muy parecido a ZigBee ya que también funciona con un sistema de red en malla, aunque existen ciertas diferencias entre ambos. La primera diferencia es que ZigBee es un protocolo abierto manejado por ZigBee Alliance, mientras que Z-Wave es privado (al menos de momento, están abriendo cada vez más el protocolo).

Al estar más controlado, la compatibilidad entre los dispositivos Z-Wave está garantizada. Sin embargo, con ZigBee se puede dar que ciertos fabricantes lo adapten a su antojo y que únicamente permitan la compatibilidad de dispositivos del propio fabricante.

Z-Wave tiene un mayor rango o alcance que ZigBee (hasta 100 m) y suele ofrece una mayor estabilidad en las conexiones, mientras que ZigBee admite mayor cantidad de dispositivos conectados, 65.000 frente a poco más de 200. Sin embargo, este es un detalle que no nos va a influir si el uso va a ser doméstico.

Sobra decir que al igual que ZigBee, Z-Wave también requiere del uso de un hub o puente para poder conectar y administrar los dispositivos IoT que utilicemos.

En lo que a la compatibilidad se refiere, el hecho de que ZigBee use la frecuencia 2,4GHz, hace que, si en algún momento nos queremos llevar nuestros dispositivos a otro país, no tendremos problema en utilizarlo. Sin embargo, Z-Wave utiliza diferentes frecuencias de radio en diferentes países, lo que significa que no podremos usarlos en países donde se usan diferentes frecuencias.

Sin embargo, la banda de 2,4 GHz puede estar sujeta a intensas interferencias de los sistemas Wi-Fi y Bluetooth, mientras que las bandas de sub-GHz que utiliza Z-Wave no tienen los mismos problemas de interferencias.

Z-Wave utiliza la banda ISM de 915 MHz en los EE.UU. y la banda RFID de 868 MHz en Europa.

Otras características de la tecnología Z-Wave:

  • Requiere del uso de un dispositivo puente o hub.
  • Sistema de red en malla.
  • Los dispositivos no se conectan de forma individual a Internet.
  • Ofrece un bajo consumo de energía.
  • Alcance máximo 100 m.
  • Velocidades de transferencia de datos muy bajas, velocidad máxima de 100 kbit/s.
  • Principalmente para uso domótico, control de elementos del hogar, sensores, elementos electrónicos de seguridad, puesta en marcha de aparatos electrónicos o * entretenimiento.
  • Es un protocolo cerrado, aunque se está abriendo progresivamente.

Bluetooth

Bluetooth es una tecnología inalámbrica que ha evolucionado muchísimo desde la versión 1.0, comercializada allá por 1999. La versión 5.1, que ya está en el mercado, y la 5.2, que llegará al mercado a finales de 2020, traen muchísimas novedades en el modo de conexión BLE (Bluetooth Low Energy). Esto quiere decir que el Bluetooth está mejorando mucho para ser un buen estándar para el hogar domótico, sin embargo, aún va muy por detrás en implantación respecto al resto de las alternativas.

Otras características de la tecnología Bluetooth:

  • Opera en la banda ISM libre entre los 2.402 y los 2,480GHz, por lo que no requiere de ninguna licencia.
  • Su alcance depende de la potencia de emisión con la que disponga el equipo transmisor y si estamos en interior o al aire libre.
  • Está orientada a la conexión punto a punto o red de malla de pocos nodos.
  • Velocidad máxima de transmisión de datos 2 Mbps.
  • Dificultad para atravesar ciertos obstáculos como paredes.
  • Su uso está principalmente enfocado a ordenadores de sobremesa, portátiles, dispositivos móviles o de salida de audio, manos libres, dispositivos deportivos o de domótica e incluso en juguetes, tecnología médica o industria.

Aunque aún queda mucho camino por recorrer, el Internet de las cosas (IoT) y las casas domóticas van a seguir evolucionando y cada vez van a invadir más nuestros hogares.

Aun así, todavía es pronto para determinar cuál de las cuatro tecnologías que hemos visto será la ganadora y se hará con el mercado. Todas mejoran cada año y un montón de grandes compañías apoya cada protocolo. Eso sí, el Wi-Fi ha recuperado todo el terreno perdido sobre Z-Wave y ZigBee; y cada vez se está posicionando como la más popular gracias a su facilidad de instalación.

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